Hibrit Bağlama: İleri Ambalajın Geleceğini Yönlendiren Temel Teknoloji
Yarı iletken teknolojisi hızla ilerledikçe, Moore Yasası zorluklarla karşılaşmaktadır. Geleneksel ambalaj süreçleri, küçülen çip boyutları ve yüksek performans gereksinimlerini karşılayamıyor. Hibrit Bağlama teknolojisi, ultra yüksek yoğunluklu bağlantılar sağlayarak ve geleneksel lehim bump tabanlı ambalajın sınırlamalarını aşarak çığır açıcı bir çözüm sunar.
Hibrit bağlanma, geleneksel mikro tümseklere olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve bakırdan bakıra atomik bağ ile dielektrik katmanların (örneğin SiO₂) birleştirilerek çipleri doğrudan birbirine bağlaması sağlanır. Bu süreç sub-mikron (<1μm) interconnects, increasing interconnect density by 100x to 1000x, which is essential for advanced packaging. Compared to traditional packaging, hybrid bonding offers unprecedented performance and space optimization.
Çekirdek Teknoloji: Tümseksiz Bağlantı Mekanizması
Hibrit bağlanmanın özü, geleneksel mikro tümsekleri ortadan kaldırmakta, bunun yerine bakır-bakır bağlanması ve dielektrik kovalent bağlantıların (SiO₂ gibi) kullanılmasında yatmaktadır. Bu, yüksek verimli elektrik iletimi ve optimize edilmiş elektrik izolasyonu sağlar, sinyal netliğini sağlar ve kaçak akımını azaltır. Bu süreç ayrıca transistör anahtarlama hızını, bant genişliğini ve genel çip performansını da artırır.
Temel Uygulama Senaryoları: HBM'den Yapay Zeka Çiplerine Kadar
- Yüksek Bant Genişliği Belleği (HBM):HBM5 bellek paketlemede, hibrit bağlama JEDEC standartlarını karşılayan tek çözümdür. Katmanlar arası aralığı 1-2μm olarak sıkıştırır ve toplam yükseklikle 20 katmanlı yığmayı destekler ≤775μm. SK Hynix ve Samsung gibi büyük şirketler, bu süreci 2026'dan itibaren seri üretimde kullanmayı planlıyor ve bant genişliği 6,56 TB/s hedefliyor.
- Heterojen Entegrasyon ve Yapay Zeka Çipleri:TSMC'nin SoIC'si, mantık çiplerini (örneğin N3 düğüm) ve SRAM'ı hibrit bağlanma yoluyla entegre ederek AMD MI300 AI çipleri için 3D istikelemeyi mümkün kılıyor ve bağlantı verimliliğini 3 kat artırıyor. Broadcom XDSiP platformu, 12 katman HBM ile 6000mm² silikon çipleri birleştirerek geleneksel paketlemenin 7 katı sinyal yoğunluğunu sağlar ve PHY arayüzü güç tüketimini %90 azaltır.
- Görüntü Sensörleri ve Depolama:CIS (Görüntü Sensörü) uygulamalarında Sony ve Samsung gibi şirketler, piksel katmanları ve mantık katmanlarını birbirine hibrit bağlama kullanarak optik yol kaybını %30 azaltıyor. 3D NAND depolamada, Samsung'un V10 NAND'ı (2025'e kadar seri üretime çıkacak), 420 katmanlı yığınlarda biriktirme güvenilirliği sorunlarını çözmek için hibrit bağlanma kullanır ve bağlanma kararlılığını önemli ölçüde artırır.
Önemli ilerlemelerine rağmen, hibrit bağ hala birkaç teknik zorlukla karşı karşıyadır:
- Yüzey Düzlüğü:Dielektrik tabakanın pürüzlülüğü 0.5nm'nin altında (bakır tabaka) olmalıdır <2nm), which requires nano-level CMP (chemical mechanical polishing) processes.
- Temizlik Kontrolü:Hibrit bağlanma, partikül kirlenmesine karşı son derece hassastır. 1μm parçacıklar bile 10mm boşluklara neden olabilir ve bu da Sınıf 1 temiz oda koşulları (ISO 3 seviyesi) gerektirir.
- Hizalama Hassasiyeti:Hibrit birleştirme ekipmanları için hizalama hassasiyeti ±100nm olmalı, önde gelen ekipmanlar ise ±50nm hassasiyete ulaşmalıdır.
Önde gelen bir ekipman üreticisi olarak Smartnoble, yarı iletken endüstrisi için en son hibrit birleştirme çözümleri sunmaya kendini adamıştır. Ekipmanlarımız şunları içerir:
- Hassas Bağlama Sistemleri:Yüksek kaliteli bakır-bakır ve dielektrik katman bağlantılarının sağlanması.
- Nano Seviye CMP Sistemleri:Pürüzsüz yüzeyler ve yüksek düzlük elde etmek.
- Otomatik Temizlik ve Denetim Ekipmanları:Üretim sırasında temiz ortamlar ve hassas hizalanma sağlanması.
İletişim us:www.smartnoble.com